本文原始碼:GitHub·點這里 || GitEE·點這里
一、服務間隔離
1、分布式結構
分布式系統架構的明顯特點,就是按照業務系統的功能,拆分成各種服務,每個服務下面都有自己獨立的資料庫,以此降低業務間的耦合度,隔離不同的資料庫保證系統最大的穩定性等,

例如上圖是電商系統中經典的業務場景,訂單-倉儲-物流的服務模式,不同服務提供不同的應用場景,服務間存在通信機制,以此實作服務的高可用,
2、隔離思想
分布式的架構體系中,涉及一個根本思想邏輯:隔離;
服務和資料庫根據業務拆分,進而隔離開來,整個架構中某個服務掛掉,不會影響其他的服務繼續執行,例如上述1中:如果物流服務掛掉,影響的是用戶無法實時追蹤物流狀態,但是不會影響訂單的持續產生,
隔離的策略也是各有不同,常見的電商系統是典型的按照業務特點進行拆分,這種就是不同的業務場景下,使用不同的服務和資料庫;還有一種業務場景,多租戶平臺,針對大客戶提供獨立的服務和資料庫,對小客戶提供公服務和資料庫,這種策略比較現實:大客戶帶來收益多,完全覆寫服務和資料庫的成本,必須保證不能被一些非必要因素影響,
不管是基于什么策略拆分隔離,首先都必須面對資料庫設計的問題,
二、資料庫設計
1、拆分思想
資料庫在業務體系不大的情況,一般都是單庫出現,最多加一個備份庫以備不時之需,當業務體量不斷擴大,就會考慮拆分場景,例如常見的:水平拆分,垂直拆分策略,
水平拆分
首先把單表表分割N個結構相同的表,然后把資料按照策略分散到不同的表中,這是表層面;如果把表在分散在不同的資料庫中,這就是資料庫層面的水平拆分,
垂直拆分
把單表中資料按照不同特點,拆分成兩張不同的表,常見的策略是根據資料是修改多,還是讀取多,把修改頻繁的欄位放一張表,讀取頻繁的放另一張表,這是表層面;如果根據業務特點,拆分不同庫,這就是資料庫層面,
2、拆分模式
讀寫分離
讀寫分離是資料庫拆分的最基本方式,實作起來難度也不大,只需要根據讀寫庫的配置,把業務中資料寫操作路由到寫庫,資料讀操作路由到讀庫即可,

這種方式實作的資料庫拆分雖然相對容易,如果出現主從復制掛掉的情況,就會導致資料讀不到,或者資料讀取延時,所以在強一致的要求的情況下,使用不多,
分庫分表
分庫分表主要用來解決單表資料量過大的問題,根據特定欄位的路由規則,把資料分散到不同的庫,不同的表中,

通常是基于一些唯一值的哈希演算法實作的分庫分表策略,也有一些成熟的中間件可以集成到專案直接使用,這種模式更多適用于單點資料的查詢的場景,可以基于路由快速定位資料所在的庫表,
業務分庫
基于業務特點拆分資料庫,是當前分布式架構下,或者微服務模式的基礎用法,不同業務場景下資料放在一個庫,因為資料關聯性很強,在使用的時候方便,同時與其他業務資料隔離開來,避免單點故障導致資料庫掛掉,

這種模式雖然看起來更合理,但是復雜度也是非常的陡,因為兩種業務場景下的資料不可能絕對沒有關聯,比如訂單庫一定依賴用戶庫的資訊,這就需要訂單服務和用戶服務之間需要通信,引發的問題就會很多,
用戶分庫
在多租戶場景下,會根據客戶流水大小提供不相同的服務和資料庫,這是一個十分現實的策略,畢竟可能一個大客戶的月流水超過幾個小客戶的總和,

既然可以根據客戶情況分庫,也可以基于其他策略,比如地區,常見云服務的應用,選擇華南,華北,華東區之類的,
三、架構體系難點
這里所提到的涉及問題,是指基于業務分庫模式下的出現的問題,
1、服務依賴
在分布式架構體系下,不同服務都有各自的資料庫,但是資料之間一定是有關系的,服務A要用服務C的資料庫,就必須通過服務C提供的介面來獲取,這是基本機制,不然拆分服務和庫就沒意義了,這樣就會導致服務間產生依賴關系,

如上圖,如果訂單服務和論壇服務同時依賴用戶服務,那么就要考慮如果用戶服務掛掉,會影響多大的范圍,做好權衡,還有一個關鍵點,如果多個服務依賴一個服務,那么就要保證被依賴的服務有足夠的能力應對,例如這里,如果訂單服務有10W的流量,論壇服務有10W的流量,那么就要保證部署上用戶服務起碼要能承受20W的流量,
2、分布式事務
既然資料庫在不同的服務下面,服務之間又存在依賴關系,那么保證資料的事務一致性就是非常大的難題,
這里基于支付業務的轉賬場景做一個簡單的演示,從資料源1的賬戶表中,向資料源2的賬戶表中操作轉賬,盡管在代碼層面看添加了事務最高級別的控制,但是卻沒有起到控制作用,導致出賬成功,但是入賬失敗,這就是典型的分布式事務問題,
@Service
public class AccountServiceImpl implements AccountService {
@Resource
private JdbcTemplate jdbcTemplateOne ;
@Resource
private JdbcTemplate jdbcTemplateTwo ;
/**
* @param fromUser 出賬 賬戶
* @param toUser 入賬 賬戶
* @param money 涉及 金額
*/
@Transactional(isolation= Isolation.SERIALIZABLE)
@Override
public void transfer(String fromUser, String toUser, int money) {
// fromUser 出賬
jdbcTemplateOne.update(
"UPDATE user_account SET money = money-? WHERE username= ?",
new Object[] {money, fromUser});
int i = 1/0 ;
// toUser 入賬
jdbcTemplateTwo.update(
"UPDATE user_account SET money = money+? WHERE username= ?",
new Object[] {money, toUser});
}
}
這里只是先演示分布式事務的問題,如何解決分布式事務問題,需要很多的篇幅描述,后面的連續幾篇文章再細說,
四、源代碼地址
GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/data-manage-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/data-manage-parent

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| 序號 | 標題 |
|---|---|
| 00 | 架構設計:單服務.集群.分布式,基本區別和聯系 |
| 01 | 架構設計:分布式業務系統中,全域ID生成策略 |
| 02 | 架構設計:分布式系統調度,Zookeeper集群化管理 |
| 03 | 架構設計:介面冪等性原則,防重復提交Token管理 |
| 04 | 架構設計:快取管理模式,監控和記憶體回收策略 |
| 05 | 架構設計:異步處理流程,多種實作模式詳解 |
| 06 | 架構設計:高并發流量削峰,共享資源加鎖機制 |
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標籤:Java
